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Title:
RAIL VEHICLE HAVING ACOUSTICALLY OPTIMIZED ATTACHMENT OF A CURRENT COLLECTOR DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/040656
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a rail vehicle, in particular for high speed transportation, having a car body (102) which has an interior and defines a vehicle longitudinal direction, a vehicle transverse direction and a vehicle vertical direction, and a current collector device (104) for mounting in a roof area of the car body (102). The current collector device (104) has at least one electrical insulator device (104.3) by means of which the current collector device (104) is supported on a roof structure (102.3) of the car body (102). An oscillation reduction device (106), which projects beyond the insulator device (104.3) in the vehicle transverse direction and/or the vehicle longitudinal direction, is arranged between the insulator device (104.3) and the roof structure (102.3), wherein, in order to reduce noise in the interior, the vibration reduction device (106) is designed to reduce the inputting of vibrations, induced by the current collector device (104), into the roof structure (102.3).

Inventors:
THOS ERIK (DE)
BIALOSCEK ANDRE (DE)
KOHRS TORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/070317
Publication Date:
March 20, 2014
Filing Date:
October 12, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BOMBARDIER TRANSP GMBH (DE)
International Classes:
B61C3/00; B60L5/19
Foreign References:
FR2880604A12006-07-14
JP2009179191A2009-08-13
JP2006159938A2006-06-22
DE19856636A12000-06-15
US4567335A1986-01-28
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
COHAUSZ & FLORACK (DE)
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Claims:
Schienenfahrzeug, insbesondere für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, mit

- einem Wagenkasten (102), der einem Innenraum aufweist und eine

Fahrzeuglängsrichtung, eine Fahrzeugquerrichtung sowie eine

Fahrzeughöhenrichtung definiert, und

- einer Stromabnehmereinrichtung (104) zur Montage in einem Dachbereich des Wagenkastens (102), wobei

- die Stromabnehmereinrichtung (104) wenigstens eine elektrische

Isolatoreinrichtung (104.3) aufweist, über weiche die Stromabnehmereinrichtung (104) auf einer Dachstruktur (102.3) des Wagenkastens (102) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- zwischen der Isolatoreinrichtung (104.3) und der Dachstruktur (102.3) eine

Schwingungsreduktionseinrichtung (106) angeordnet ist, die in der

Fahrzeugquerrichtung und/oder der Fahrzeuglängsrichtung über die

Isoiatoreinrichtung (104.3) hinausragt, wobei

- die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) zur Geräuschreduktion in dem

Innenraum dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung ( 04) induzierten Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur (102.3) zu reduzieren.

Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

- die Isolatoreinrichtung (104.3) eine maximale Stützbreite in der

Fahrzeugquerrichtung definiert und die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) in der Fahrzeugquerrichtung eine maximale Breitenabmessung aufweist, die größer ist als die maximale Stützbreite, wobei die maximale Breitenabmessung insbesondere 105% bis 200% der maximalen Stützbreite beträgt, vorzugsweise

1 0% bis 170% der maximalen Stützbreite beträgt, weiter vorzugsweise 120% bis 150% der maximalen Stützbreite beträgt.

und/oder

- die Isolatoreinrichtung (104.3) eine maximale Stützlänge in der

Fahrzeuglängsrichtung definiert und die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) in der Fahrzeuglängsrichtung eine maximale Längenabmessung aufweist, die größer ist als die maximale Stützlänge, wobei die maximale Längenabmessung insbesondere 105% bis 500% der maximalen Stützlänge beträgt, vorzugsweise 150% bis 450% der maximalen Stützlänge beträgt, weiter vorzugsweise 300% bis 400% der maximalen Stützlänge beträgt.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) dazu ausgebildet ist. einen von der Stromabnehmereinrichtung (104) induzierten Eintrag von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1000 Hz, vorzugsweise von 20 Hz bis 800 Hz, weiter vorzugsweise von 100 Hz bis 800 Hz, zu dämpfen.

und/oder

- die Schwingungsreduktionseinrichtung ( 06) eine

Körperschallreduktionseinrichtung (107) aufweist, die dazu ausgebildet ist. einen von der Stromabnehmereinrichtung (104) induzierten Eintrag von Körperschall in die Dachstruktur (102.3) zu reduzieren,

und/oder

- die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) eine Luftschallreduktionseinrichtung (108) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung (104) induzierten Eintrag von Luftschall in die Dachstruktur (102.3) zu reduzieren.

4. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass

- die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) eine Trägereinrichtung (107.1 ) umfasst,

- die Isolatoreinrichtung (104.3) in wenigstens einem Isolatoranschlussbereich (107.6) auf der Trägereinrichtung (107.1 ) abgestützt ist und

- die Trägereinrichtung (107.1 ) über wenigstens eine Dachanschlusseinrichtung (107.4), insbesondere eine Dachmontageschiene, in wenigstens einem Dachanschlussbereich (107.2) mit der Dachstruktur (102.3) des Wagenkastens (102) verbunden ist,

wobei

- die Trägereinrichtung (107.1 ) insbesondere in der Fahrzeugquerrichtung und/oder der Fahrzeuglängsrichtung über die Isolatoreinrichtung (104.3) hinausragt. und/oder

- der Dachanschlussbereich (107.2) in der Fahrzeugquerrichtung insbesondere weiter von einer Längsmittenebene des Wagenkastens ( 02) entfernt ist als ein angrenzender Isolatoranschlussbereich (107.6).

Schienenfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

- außerhalb des Dachanschlussbereichs (107.2) in der Fahrzeughöhenrichtung ein erster Spalt, zwischen der Trägereinrichtung (107.1 ) und der Dachstruktur (102.3) ausgebildet ist,

wobei

- der erste Spalt insbesondere in der Fahrzeughöhenrichtung eine erste Spalthöhe aufweist, die 2 mm bis 20 mm beträgt, vorzugsweise 5 mm bis 15 mm beträgt, weiter vorzugsweise 8 mm bis 12 mm beträgt,

und/oder

- der erste Spalt insbesondere in der Fahrzeugquerrichtung eine erste Spaltbreite aufweist, die 40% bis 98%, vorzugsweise 60% bis 98%, weiter vorzugsweise 80% bis 98%, einer maximalen Querabmessung der Trägereinrichtung (107.1 ) in der Fahrzeugquerrichtung beträgt,

und/oder

- der erste Spalt insbesondere als Luftspalt ausgebildet ist

und/oder

- in dem ersten Spalt insbesondere wenigstens ein Schalidämmungselement und/oder wenigstens ein Schalldämpfungselement angeordnet ist.

Schienenfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Trägereinrichtung (107.1 ) wenigstens einen Trägerrahmen umfasst, der den Dachanschlussbereich (107.2) und den Isolatoranschlussbereich (107.6) ausbildet, wobei

- der Trägerrahmen (107.1 ) insbesondere leiterförmig ausgebildet ist

und/oder - der Trägerrahmen (107.1 ) in der Fahrzeugquerrichtung insbesondere zwei seitliche Enden aufweist, an denen jeweils ein Dachanschlussbereich (107.2) ausgebildet ist,

und/oder

- der Trägerrahmen (107.1 ) in der Fahrzeugquerrichtung insbesondere in einem Mittenbereich den Isolatoranschlussbereich ( 07.6) ausbildet.

und/oder

- der Trägerrahmen (107.1 ) insbesondere eine Mehrzahl von Profilelementen, insbesondere Hohlprofilelemente, umfasst

und/oder

- der Trägerrahmen (107.1 ) insbesondere aus wenigstens einem Material aufgebaut ist, das Stahl umfasst.

Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Trägereinrichtung (107.1 ) wenigstens ein Schwingungsreduktionselement (107.7; 107.8, 107.9) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung (104) induzierten Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur (102.3) zu reduzieren,

wobei

- das Schwingungsreduktionselement (107.7; 107.8) insbesondere in einen

Kraftfiuss zwischen der Isolatoreinrichtung (104.3) und der Dachstruktur (102.3) des Wagenkastens (102) geschaltet ist

und/oder

- das Schwingungsreduktionselement (107.7) insbesondere im

Dachanschlussbereich (107.2) angeordnet ist

und/oder

- das Schwingungsreduktionselement (107.8, 107.9) insbesondere im

Isolatoranschlussbereich (107.6) angeordnet ist

und/oder

- das Schwingungsreduktionselement (107.7; 107.8, 107.9) insbesondere aus wenigstens einem Material aufgebaut ist, das einen Kunststoff, insbesondere Gummi, umfasst. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) eine Abschirmeinrichtung (108) für von der Stromabnehmereinrichtung (104) induzierten Luftschall umfasst, wobei

- die Abschirmeinrichtung (108) zwischen der Isolatoreinrichtung (104.3) und der Dachstruktur (102.3) des Wagenkastens (102). insbesondere zwischen der Isolatoreinrichtung (104.3) und einer Trägereinrichtung (107.1 ) zur Montage der Stromabnehmereinrichtung (104) an der Dachstruktur (102.3), angeordnet ist, und/oder

- die Abschirmeinrichtung (108) in der Fahrzeugquerrichtung und/oder der

Fahrzeuglängsrichtung über die Isolatoreinrichtung (104.3) hinausragt und/oder

- die Abschirmeinrichtung ( 08) über eine Mehrzahl von

Schwingungsentkopplungselementen (108.2) auf der Dachstruktur (102.3) abgestützt ist.

Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Abschirmeinrichtung (108) ein im Wesentlichen plattenförmiges, insbesondere im Wesentlichen ebenes, Abschirmelement (108.3) umfasst, welches einer Oberseite der Dachstruktur (102.3) unter Ausbildung eines zweiten Spalts zugeordnet ist,

wobei

- der zweite Spalt insbesondere in der Fahrzeughöhenrichtung eine zweite

Spalthöhe aufweist, die 40 mm bis 20 mm beträgt, vorzugsweise 60 mm bis 100 mm beträgt, weiter vorzugsweise 70 mm bis 90 mm beträgt,

und/oder

- der zweite Spalt insbesondere als Luftspalt ausgebildet ist

und/oder

- in dem zweiten Spalt insbesondere wenigstens ein Schalldämmungselement und/oder wenigstens ein Schalldämpfungselement angeordnet ist. Schienenfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Abschirmeinrichtung (108) im Wesentlichen wannenförmig mit einem

umlaufend an das Abschirmelement (108.3) angrenzenden, insbesondere in der Fahrzeughöhenrichtung nach oben weisenden, Randbereich (108.4) ausgebildet ist

und/oder

- das Abschirmelement (108.3) aus wenigstens einem Material aufgebaut ist, das Stahl umfasst.

Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Stromabnehmereinrichtung (104) in einer Vertiefung (102.2) des

Wagenkastens (102) angeordnet ist und

- die Vertiefung (102.2) zumindest abschnittsweise, insbesondere umlaufend, in der Fahrzeuglängsrichtung und/oder der Fahrzeugquerrichtung durch eine

Begrenzung (102.5), insbesondere eine Begrenzungswand, begrenzt ist, wobei

- die Abschirmeinrichtung (108) insbesondere zumindest abschnittsweise,

vorzugsweise umlaufend, an die Begrenzung (102.5) unter Ausbildung eines schmalen dritten Spaltes heranreicht, dessen Spaltbreite 2 mm bis 20 mm beträgt, vorzugsweise 5 mm bis 15 mm beträgt, weiter vorzugsweise 8 mm bis 12 mm beträgt.

Schienenfahrzeug nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass

- die Begrenzung (102.5) der Vertiefung (102.2) in einem Randbereich der

Vertiefung (102.2) am Übergang zu einer Außenhaut des Wagenkastens (102) in wenigstens einem gefasten Abschnitt (102.6, 102.7) nach Art einer Fase abgewinkelt ausgebildet ist, um eine definierte Strömungsabrisskante (102.8, 102.9) für eine die Außenhaut des Wagenkastens (102) überstreichende

Luftströmung auszubilden, wobei

- der Randbereich der Vertiefung (102.2) einen vorderen Abschnitt (102.6) und einen hinteren Abschnitt (102.7) aufweist, die sich jeweils zumindest teilweise in der Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Abschnitten (102.10) erstrecken, die sich jeweils in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und - sich der wenigstens eine gefaste Abschnitt (102.6. 102.7) zumindest über 75%. vorzugsweise zumindest über 90%, weiter vorzugsweise über im Wesentlichen 100%, des vorderen Abschnitts (102.6) und/oder des hinteren Abschnitts (102.7) erstreckt.

13. Schienenfahrzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Stromabnehmereinrichtung (104) eine in die Vertiefung (102.2) eingefahrene Ruheposition aufweist, wobei

- die Stromabnehmereinrichtung (104) eine durch die Außenhaut (102.1 ) des

Wagenkastens (102) definierte Hüllfläche in der Ruheposition in der

Fahrzeughöhenrichtung um höchstens 90 mm, vorzugsweise höchstens 70 mm, weiter vorzugsweise höchstens 50 mm, überragt.

14. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass es für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer

Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h, insbesondere von 320 km/h bis 390 km/h, ausgebildet ist.

15. Schwingungsreduktionseinrichtung, die zur Geräuschreduktion in einem innenraum eines Schienenfahrzeugs dazu ausgebildet ist, einen von einer

Stromabnehmereinrichtung (104) induzierten Eintrag von Schwingungen in eine Dachstruktur (102.3) des Schienenfahrzeugs (101 ) zu reduzieren, dadurch gekennzeichnet, dass sie ais die Schwingungsreduktionseinrichtung (106) eines Schienenfahrzeugs (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

Description:
Schienenfahrzeug mit akustisch optimierter Befestigung einer Stromabnehmereinrichtung

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere für den

Hochgeschwindigkeitsverkehr, mit einem Wagenkasten, der einem Innenraum aufweist und eine Fahrzeuglängsrichtung, eine Fahrzeugquerrichtung sowie eine Fahrzeughöhenrichtung definiert, und einer Stromabnehmereinrichtung zur Montage in einem Dachbereich des Wagenkastens. Die Stromabnehmereinrichtung weist wenigstens eine elektrische isolatoreinrichtung auf, über welche die Stromabnehmereinrichtung auf einer Dachstruktur des Wagenkastens abgestützt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine

Schwingungsreduktionseinrichtung, über welche der Eintrag von Schall, der durch die Stromabnehmereinrichtung induziert wird, in den Innenraum des Wagenkastens reduziert wird.

Bei solchen modernen, aus einer Oberleitung mit elektrischer Energie versorgten

Schienenfahrzeugen, welche typischerweise mit vergleichsweise hohen

Nennbetriebsgeschwindigkeiten verkehren, besteht in der Regel das Problem, dass eine aktive Stromabnehmereinrichtung sowohl durch die an ihr wirkenden aerodynamischen Lasten als auch durch die Kontaktlasten mit der Oberleitung zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungen werden zum einen über die Struktur der

Stromabnehmereinrichtung (als so genannter Körperschall) in die stützende Dachstruktur des Wagenkastens eingeleitet, führen mithin also zu Vibrationen in der Dachstruktur. Zudem bewirken die Schwingungen der Stromabnehmereinrichtung eine unmittelbare Emission von Schallwellen an der Oberfläche der Stromabnehmereinrichtung, welche sich (als so genannter Luftschall) in der umgebenden Atmosphäre ausbreiten. Ein Teil dieser

Schallwellen trifft wiederum auf die angrenzende Dachstruktur des Wagenkastens und regt diese ebenfalls zu Schwingungen an. Die auf diesen beiden Wegen induzierten

Schwingungen der Dachstruktur breiten sich wiederum als Körperschall in der

Fahrzeugstruktur aus und führen letztlich zu einer mehr oder weniger starken

Schallimmission in den Innenraum des Fahrzeugs.

Die Strom führenden Bauteile der Stromabnehmereinrichtung müssen typischerweise einen bestimmten Mindestabstand zur angrenzenden Wagenkastenstruktur aufweisen, um einen Spannungsüberschlag auf die Wagenkastenstruktur sicher zu verhindern. Hierzu umfasst die Isolatoreinrichtung der Stromabnehmereinrichtung typischerweise mehrere Isolatoren entsprechender Höhe, über welche die Strom führenden Bauteile auf der Dachstruktur des Wagenkastens abgestützt und von dieser elektrisch isoliert sind. Diese Gestaltung bedingt jedoch, dass die Stromabnehmereinrichtung auch im eingefahrenen Ruhezustand eine vergleichsweise große Bauhöhe aufweist.

In der Regel bilden hierbei ein im Bereich der Längsmittenebene des Wagenkastens angeordneter mittiger Isolator und zwei in der Fahrzeugquerrichtung fluchtende, zu beiden Seiten der Längsmittenebene angeordnete seitliche Isolatoren eine Dreipunktabstützung. Die beiden seitlichen Isolatoren stützen dabei unter anderem das um die Fahrzeuglängsachse auf die Stromabnehmereinrichtung wirkende oszillierende Drehmoment ab, welches aus der Kontaktkraft resultiert, die in dem (aus Gründen einer möglichst gleichmäßigen Abnutzung der Schleifleiste) in der Fahrzeugquerrichtung hin und her wandernden Kontaktpunkt der Schieifleiste mit der Oberleitung wirkt. Der Abstand der seitlichen Isolatoren in der

Fahrzeugquerrichtung ist in der Regel möglichst gering gewählt, um die Angriffsfläche für den Fahrtwind und damit den aerodynamischen Widerstand der Stromabnehmereinrichtung so gering wie möglich zu halten.

Um die aerodynamischen Lasten auf die Stromabnehmereinrichtung und den

aerodynamischen Widerstand des Fahrzeugs weiter zu reduzieren, ist die

Stromabnehmereinrichtung häufig in einer Vertiefung im Dach des Wagenkastens

angeordnet. Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Bereich der mechanischen Anbindung der Stromabnehmereinrichtung an die Dachstruktur näher an den Innenraum des Fahrzeugs rückt, wodurch sich nicht zuletzt die akustischen Probleme im Innenraum verstärken, welche durch den Schalleintrag bedingt sind, der durch die Stromabnehmereinrichtung induziert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug sowie eine Schwingungsreduktionseinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere auf einfache Weise im Betrieb einen möglichst geringen

Strömungswiderstand des Fahrzeugs bei möglichst geringer Geräuschimmission in den Innenraum des Fahrzeugs ermöglicht. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einer Fahrzeugkomponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise im Betrieb einen möglichst geringen Strömungswiderstand des Fahrzeugs bei möglichst geringer Geräuschimmission in den Innenraum des Fahrzeugs erzielen kann, wenn zwischen der Isolatoreinrichtung und der Dachstruktur eine

Schwingungsreduktionseinrichtung angeordnet wird, die in der Fahrzeugquerrichtung und/oder der Fahrzeuglängsrichtung über die Isolatoreinrichtung hinausragt. Durch dieses seitliche Überragen der Isolatoreinrichtung durch die zwischen der Isolatoreinrichtung und der Dachstruktur angeordnete Schwingungsreduktionseinrichtung können in vorteilhafter Weise unterschiedliche Effekte erzielt werden, welche jeweils einen positiven Einfluss auf den Eintrag von Schwingungen in die Wagenkastenstruktur und damit letztlich die

Schallimmission in den Innenraum des Fahrzeugs haben.

So kann die Schwingungsreduktionseinrichtung über eine Körperschallreduktionseinrichtung zum einen die Eigenschaften im Zusammenhang mit der Einleitung von Körperschall in die Struktur des Wagenkastens verbessern, indem die Isolatoreinrichtung beispielsweise über eine seitlich überstehende Trägereinrichtung der Schwingungsreduktionseinrichtung auf der Dachstruktur abgestützt wird. Hierdurch ist es möglich, die Stützbreite bei der Abstützung der Stromabnehmereinrichtung zu erhöhen, sodass beispielsweise bei der Abstützung von Drehmomenten um die Fahrzeuglängsachse geringere, die Wagenkastenstruktur anregende Stützkräfte und damit letztlich geringere Schwingungsamplituden erzielt werden.

Zudem verlagert eine die Isolatoreinrichtung in der Fahrzeugquerrichtung überragende Trägereinrichtung die Kraftangriffspunkte der Stützkräfte aus dem primär senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung ausgerichteten Bereich der Dachstruktur näher an den Bereich der primär in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufenden Seitenwände des Wagenkastens.

Hierdurch wird erreicht, dass die in die Wandstruktur des Wagenkastens eingeleiteten Stützkräfte nicht mehr primär senkrecht zur Wandebene in die Dachstruktur eingeleitet werden, sondern primär in der Ebene der seitlichen Wandstruktur wirken. Dies ist insoweit von Vorteil, als die Anregung der stützenden Wandstrukturen zu Biegeschwingungen reduziert wird, die unter akustischen Gesichtspunkten besonders kritisch sind.

Zum anderen kann die Schwingungsreduktionseinrichtung über eine

Luftschallreduktionseinrichtung die Eigenschaften im Zusammenhang mit der Einleitung von Luftschall in die Struktur des Wagenkastens verbessern, indem beispielsweise zwischen der Isolatoreinrichtung und der Dachstruktur eine seitlich überstehende Abschirmeinrichtung vorgesehen wird, welche die Dachstruktur großflächig gegen Schallwellen abschirmt, welche von der Stromabnehmereinrichtung ausgehen. Auch hiermit lässt sich die

Schwingungsanregung der Dachstruktur und damit die Schallemission in den Innenraum des Fahrzeugs erheblich reduzieren.

Es hat sich gezeigt, dass die mit einer solchen Schwingungsreduktionseinrichtung erzielbare Reduktion der Schallimmission in den Fahrzeuginnenraum bei weitem die Nachteile überwiegt, welche aus dem für diese Komponenten erforderlichen zusätzlichen Bauraum resultieren. Soll das Niveau einer in einer Vertiefung im Wagenkasten angeordneten Stromabnehmereinrichtung beispielsweise nicht in der Fahrzeughöhenrichtung angehoben werden, so kann einfach die Tiefe der Vertiefung entsprechend vergrößert werden. Hierdurch rückt die Anbindung der Stromabnehmereinrichtung zwar näher an den Innenraum des Fahrzeugs. Die hiermit einhergehenden negativen Effekte im Hinblick auf die

Schallimmission in den Fahrzeuginnenraum werden jedoch bei weitem durch die mit der Schwingungsreduktionseinrichtung erzielbare Reduktion der Schallimmission kompensiert.

Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Schienenfahrzeug, insbesondere für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, mit einem Wagenkasten, der einem Innenraum aufweist und eine Fahrzeuglängsrichtung, eine Fahrzeugquerrichtung sowie eine Fahrzeughöhenrichtung definiert, und einer Stromabnehmereinrichtung zur Montage in einem Dachbereich des Wagenkastens. Die Stromabnehmereinrichtung weist wenigstens eine elektrische Isolatoreinrichtung auf, über welche die Stromabnehmereinrichtung auf einer Dachstruktur des Wagenkastens abgestützt ist. Zwischen der Isolatoreinrichtung und der Dachstruktur ist eine Schwingungsreduktionseinrichtung angeordnet, die in der

Fahrzeugquerrichtung und/oder der Fahrzeuglängsrichtung über die Isolatoreinrichtung hinausragt, wobei die Schwingungsreduktionseinrichtung zur Geräuschreduktion in dem Innenraum dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur zu reduzieren.

Die Schwingungsreduktionseinrichtung kann in Abhängigkeit von den geometrischen Gegebenheiten des Wagenkastens grundsätzlich beliebige geeignete Abmessungen aufweisen, über welche die oben beschriebenen Effekte einzeln oder in Kombination erzielt werden können. Ist die Schwingungsreduktionseinrichtung beispielsweise in einer Vertiefung des Wagenkastens angeordnet, so erstreckt sie sich (in der Fahrzeuglängsrichtung und/oder der Fahrzeugquerrichtung) bevorzugt im Wesentlichen bis in den Bereich der Begrenzungswände der Vertiefung.

Vorzugsweise definiert die Isolatoreinrichtung eine maximale Stützbreite in der

Fahrzeugquerrichtung, wobei die Schwingungsreduktionseinrichtung in der

Fahrzeugquerrichtung dann eine maximale Breitenabmessung aufweist, die größer ist als die maximale Stützbreite. Bevorzugt ist die maximale Breitenabmessung der

Schwingungsreduktionseinrichtung möglichst groß, um beispielsweise die Kraftangriffspunkte der Stützkräfte möglichst nahe an den Bereich der primär in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufenden, in der primären Anregungsrichtung (d. h. der primärem Richtung der

Schwingungsanregung durch die Stützkräfte) steifen Seitenwände des Wagenkastens zu verlagern. Bevorzugt beträgt die maximale Breitenabmessung 105% bis 200% der maximalen Stützbreite, vorzugsweise 110% bis 170% der maximalen Stützbreite, weiter vorzugsweise 120% bis 150% der maximalen Stützbreite. Hiermit lassen sich sowohl im Zusammenhang mit einer Körperschallreduktionseinrichtung als auch einer

Luftschallreduktionseinrichtung besonders günstige Konfigurationen erzielen.

Zusätzlich oder alternativ definiert die Isolatoreinrichtung eine maximale Stützlänge in der Fahrzeuglängsrichtung, während die Schwingungsreduktionseinrichtung in der

Fahrzeuglängsrichtung eine maximale Längenabmessung aufweist, die größer ist als die maximale Stützlänge. Bevorzugt beträgt hier die maximale Längenabmessung 105% bis 500% der maximalen Stützlänge, vorzugsweise 150% bis 450% der maximalen Stützlänge, weiter vorzugsweise 300% bis 400% der maximalen Stützlänge. Auch hiermit lassen sich sowohl im Zusammenhang mit einer Körperschallreduktionseinrichtung als auch einer Luftschallreduktionseinrichtung besonders günstige Konfigurationen erzielen.

Das Frequenzspektrum, in dem die Schwingungsreduktionseinrichtung eine wirksame Geräuschreduktion erzeugt, kann in vorteilhafter Weise auf die im Innenraum als störend empfundenen Frequenzen und den jeweils im Innenraum generierten Schalldruck abgestimmt werden. So können Frequenzen, die im Innenraum zu erheblichen Resonanzen und damit zu einem hohen Schalldruck führen, gezielt reduziert bzw. gedämpft werden. Mithin wird also bevorzugt wenigstens eine durch die Schwingungsreduktionseinrichtung gedämpfte Frequenz in Abhängigkeit von der Gestaltung des Wagenkastens, insbesondere der Struktur des Wagenkastens, gewählt. Dies lässt sich insbesondere durch eine geeignete Wahl der Dämpfungseigenschaften und/oder Anordnung und/oder Gestaltung der

Schwingungsreduktionseinrichtung, insbesondere einzelner dämpfender Abschnitte, erzielen. Vorzugsweise ist die Schwingungsreduktionseinrichtung dazu ausgebildet, einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1000 Hz. vorzugsweise von 20 Hz bis 800 Hz, weiter vorzugsweise von 100 Hz bis 800 Hz, zu dämpfen, da hiermit, insbesondere im Hochgeschwindigkeitsverkehr oberhalb von 250 km/h, eine besonders wirkungsvolle Geräuschreduktion erzielt werden kann.

Bei bevorzugten Varianten der Erfindung weist die Schwingungsreduktionseinrichtung wie erwähnt eine Körperschailreduktionseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist. einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Körperschall in die Dachstruktur zu reduzieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Schwingungsreduktionseinrichtung eine Luftschallreduktionseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen von der

Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Luftschall in die Dachstruktur zu reduzieren. Durch beide Maßnahmen lassen sich wie erwähnt erhebliche Reduktionen der Schallimmission in den Fahrzeuginnenraum erzielen.

Bei bevorzugten Varianten der Erfindung umfasst die Schwingungsreduktionseinrichtung als Körperschallreduktionseinrichtung eine Trägereinrichtung, wobei die Isolatoreinrichtung in wenigstens einem Isolatoranschlussbereich auf der Trägereinrichtung abgestützt ist und die Trägereinrichtung über wenigstens eine Dachanschlusseinrichtung, insbesondere eine Dachmontageschiene, in wenigstens einem Dachanschlussbereich mit der Dachstruktur des Wagenkastens verbunden ist. Die Trägereinrichtung ragt bevorzugt in der

Fahrzeugquerrichtung und/oder der Fahrzeuglängsrichtung über die Isolatoreinrichtung hinaus, wodurch sich der Betrag der Stützkräfte reduziert. Zusätzlich oder alternativ kann der Dachanschlussbereich in der Fahrzeugquerrichtung weiter von einer Längsmittenebene des Wagenkastens entfernt sein als ein angrenzender Isolatoranschlussbereich. Hierdurch kann eine vorteilhafte Verlagerung der mechanischen Anbindung der Stromabnehmereinrichtung an die Dachstruktur des Wagenkastens nach außen hin zu den Seitenwänden der

Wagenkastenstruktur erzielt werden.

Die Trägereinrichtung kann an mehreren Stellen, gegebenenfalls sogar durchgängig, mit der Dachstruktur verbunden sein. Mithin können also insbesondere in der Fahrzeugquerrichtung mehr als zwei Verbindungspunkte mit der Dachstruktur vorgesehen sein. Vorzugsweise sind lediglich zwei Dachanschlussbereiche vorgesehen. Bei weiteren Varianten der Erfindung ist außerhalb des Dachanschlussbereichs in der Fahrzeughöhenrichtung ein erster Spalt zwischen der Trägereinrichtung und der Dachstruktur ausgebildet. Hierdurch wird eine unmittelbare mechanische Anregung der Dachstruktur außerhalb des jeweiligen

Dachanschlussbereichs verhindert. Grundsätzlich kann der erste Spalt beliebig groß gewählt werden, wobei die Spalthöhe in der Fahrzeughöhenrichtung vorzugsweise so gewählt ist, dass unter sämtlichen im

Normalbetrieb zu erwartenden Lasten (und daraus resultierenden Deformationen der Trägereinrichtung) kein Kontakt zwischen der Trägereinrichtung und der Dachstruktur in diesem Bereich auftritt. Bevorzugt weist der erste Spalt in der Fahrzeughöhenrichtung eine erste Spalthöhe aufweist, die 2 mm bis 20 mm, vorzugsweise 5 mm bis 15 mm beträgt, weiter vorzugsweise 8 mm bis 12 mm, beträgt. Hiermit lassen sich in vorteilhafter Weise vergleichsweise niedrig bauende Konfigurationen erzielen.

Der erste Spalt kann grundsätzlich eine beliebige Abmessung in der Fahrzeugquerrichtung aufweisen. Bevorzugt weist der erste Spalt in der Fahrzeugquerrichtung eine erste

Spaltbreite auf, die 40% bis 98%. vorzugsweise 60% bis 98%, weiter vorzugsweise 80% bis 98%, einer maximalen Querabmessung der Trägereinrichtung in der Fahrzeugquerrichtung beträgt.

Der erste Spalt kann grundsätzlich ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Vibrationen dämmenden und/oder dämpfenden Materialien bzw. Elementen ausgefüllt sein.

Vorzugsweise ist der erste Spalt als Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Die Trägereinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, sofern sie eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit zur Abstützung der Lasten der Stromabnehmereinrichtung aufweist. Vorzugsweise umfasst die Trägereinrichtung wenigstens einen Trägerrahmen, der den Dachanschlussbereich und den

Isolatoranschlussbereich ausbildet, da hiermit besonders leichte aber dennoch ausreichend steife Gestaltungen erzielt werden können.

Der Trägerrahmen kann grundsätzlich beliebige Gestaltung aufweisen. Bei bevorzugten, weil einfach zu realisierenden Varianten ist der Trägerrahmen im Wesentlichen leiterförmig ausgebildet.

Bei besonders einfach gestalteten Ausführungsformen weist der Trägerrahmen in der Fahrzeugquerrichtung zwei seitliche Enden auf, an denen jeweils ein Dachanschlussbereich ausgebildet ist. Bevorzugt bildet der Trägerrahmen in der Fahrzeugquerrichtung in einem Mitten bereich den Isolatoranschlussbereich aus. Der Trägerrahmen kann grundsätzlich aus beliebigen geeigneten Komponenten aufgebaut sein. Beispiel einem oder mehreren plattenförmigen Elementen gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst der Trägerrahmen eine Mehrzahl von Profilelementen, insbesondere

Hohlprofilelemente, da hiermit besonders leicht bauende und steife Gestaltungen erzielt werden können.

Für den Trägerrahmen können grundsätzlich beliebige geeignete Materialien verwendet werden. Insbesondere kann für den Trägerrahmen ein Material verwendet werden, welches dem Material der Dachstruktur entspricht oder ähnelt. So kann beispielsweise ein Material verwendet werden, das Aluminium umfasst. wodurch eine besonders leichte und steife Gestaltung erzielt wird. Besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich der

Schwingungsreduzierung ergeben sich weiterhin bei Varianten, bei denen der Trägerrahmen aus wenigstens einem Material aufgebaut ist. das Stahl umfasst.

Die Trägereinrichtung kann grundsätzlich als im Wesentlichen starres Bauteil gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst die Trägereinrichtung jedoch wenigstens ein

Schwingungsdämpfungselement bzw. Schwingungsreduktionselement, welches dazu ausgebildet ist. einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von

Schwingungen in die Dachstruktur zu reduzieren.

Das wenigstens eine Schwingungsreduktionselement kann hierbei nach Art eines

Dämpfungselements und/oder eines Dämmungselements und/oder einer so genannten Blockiermasse gestaltet sein, welches bzw. welche das Schwingungsverhalten der

Trägereinrichtung (insbesondere deren Eigenfrequenzen und/oder Eigenformen und/oder Amplituden der Eigenformen) entsprechend modifiziert, um den Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur in den relevanten Frequenzbereichen zu reduzieren. Hierzu kann das Schwingungsreduktionselement außerhalb des unmittelbaren Kraftflusses zwischen der Isolatoreinrichtung und der Dachstruktur des Wagenkastens an der Trägereinrichtung angeordnet sein und beispielsweise lediglich dämpfend und/oder dämmend und/oder das Schwingungsverhalten modifizierend auf die (zu Schwingungen angeregte) Trägereinrichtung wirken. Besonders vorteilhaft ist es. wenn ein solches Schwingungsreduktionselement im Isolatoranschlussbereich angeordnet ist. da an dieser Krafteinleitungsstelle in die

Trägereinrichtung in der Regel besonders hohe (typischerweise maximale)

Schwingungsamplituden zu erwarten sind und das Schwingungsreduktionselement dort eine besonders gute Dämpfungswirkung bzw. Modifikationswirkung entfalten kann. Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Schwingungsreduktionselement in einen Kraftfluss zwischen der Isoiatoreinrichtung und der Dachstruktur des Wagenkastens geschaltet sein. Bei bestimmten Varianten der Erfindung ist das

Schwingungsreduktionselement im Dachanschlussbereich angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann ein Schwingungsreduktionselement im Isolatoranschlussbereich angeordnet sein.

Das Schwingungsreduktionselement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise aus einem oder mehreren Materialien aufgebaut sein, um die gewünschte dämpfende Wirkung und/oder dämmende Wirkung und/oder das Schwingungsverhalten modifizierende Wirkung zu erzielen. Vorzugsweise ist das Schwingungsreduktionselement aus wenigstens einem Material aufgebaut, das einen Kunststoff, insbesondere Gummi, umfasst.

Bei weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs umfasst die

Schwingungsreduktionseinrichtung als Luftschallreduktionseinrichtung eine

Abschirmeinrichtung für von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Luftschall, wobei die Abschirmeinrichtung zwischen der Isolatoreinrichtung und der Dachstruktur des

Wagenkastens angeordnet ist. Hierbei kann die Abschirmeinrichtung insbesondere zwischen der Isolatoreinrichtung und einer Trägereinrichtung zur Montage der

Stromabnehmereinrichtung an der Dachstruktur angeordnet sein. Vorzugsweise ragt die Abschirmeinrichtung in der Fahrzeugquerrichtung und/oder der Fahrzeuglängsrichtung über die Isolatoreinrichtung hinaus, um eine möglichst großflächige Abschirmung der Dachstruktur gegen den Luftschall zu erzielen.

Die Abschirmeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise an einem oder mehreren Punkten mit der Dachstruktur verbunden sein. Vorzugsweise ist die

Abschirmeinrichtung über eine Mehrzahl von Schwingungsentkopplungseiementen auf der Dachstruktur abgestützt. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen für den

Hochgeschwindigkeitsverkehr von Vorteil, bei denen im Betrieb zum Teil erhebliche singuläre Druckschwankungen bzw. Druckspitzen (z. B. bei Zugbegegnungen. Tunneleinfahrten etc.) auftreten. Die schwingungsentkoppelte Abstützung sichert die Abschirmeinrichtung in vorteilhafter Weise gegen übermäßige Deformation bei solchen singulären Druckereignissen, ohne die Abschirmeigenschaften gegen den von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Luftschall erheblich zu beeinträchtigen. Die Eigenfrequenz der Abschirmeinrichtung ist ebenso wie die Eigenfrequenz der

Schwingungsentkopplungselemente bevorzugt möglichst weitgehend auf das zu erwartende Frequenzspektrum des von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Luftschails abgestimmt, um eine gute Abschirmwirkung zu erzielen. So ist die Abschirmeinrichtung insbesondere so gestaltet, dass sie in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 800 Hz ein gutes Dämpfungsverhalten, insbesondere keine ausgeprägten Eigenfrequenzen, aufweist.

Die Abschirmeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise aus einer oder mehreren Komponenten aufgebaut sein. Sie umfasst bevorzugt ein im Wesentlichen plattenförmiges, insbesondere im Wesentlichen ebenes, Abschirmelement, welches einer Oberseite der Dachstruktur unter Ausbildung eines zweiten Spalts zugeordnet ist. Der zweite Spalt gewährleistet hierbei unter anderem, dass sich das Abschirmelement möglichst frei deformieren kann, sodass es neben der Reflektion der Schallwellen auch einen Teil der Schallenergie aufnehmen und durch die daraus resultierende Deformation zumindest einen Teil in Form von innerer Reibung dissipieren kann.

Der zweite Spalt kann hierzu grundsätzlich beliebige geeignete Abmessungen haben, die insbesondere auf die Schwingungseigenschaften der Abschirmeinrichtung abgestimmt sind, um die beschriebene Energiedissipation zu ermöglichen. Prinzipiell sollte der zweite Spalt so groß wie möglich gewählt werden, um im Bereich tiefer Frequenzen eine möglichst hohe Schalldämmung erzielen zu können. Bevorzugt weist der zweite Spalt in der

Fahrzeughöhenrichtung eine zweite Spalthöhe auf, die 40 mm bis 120 mm. vorzugsweise 60 mm bis 100 mm, weiter vorzugsweise 70 mm bis 90 mm, beträgt.

Der zweite Spalt kann (wie schon der erste Spalt) grundsätzlich ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Vibrationen dämmenden bzw. dämpfenden Materialien ausgefüllt sein, um mögliche Resonanzen im zweiten Spalt zu unterdrücken. Beispielsweise kann es sich bei dem Vibrationen dämmenden bzw. dämpfenden Material um Mineralwoile, mikroperforierte Paneele, so genannte Akustikpaneele, eine so genannte Schwerschicht, beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk bzw. Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) oder dergleichen handeln. Bei weiteren Varianten der Erfindung ist der zweite Spalt als Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Die Abschirmeinrichtung kann grundsätzlich nur aus einem plattenförmigen Abschirmelement aufgebaut sein. Vorzugsweise ist das Abschirmelement jedoch mit entsprechenden mechanischen Verstärkungseinrichtungen versehen, um seine Formstabilität im Betrieb zu erhöhen. Als Verstärkungseinrichtungen können grundsätzlich beliebige geeignete Elemente, wie beispielsweise Rippen, Rinnen, Sicken etc. in beliebiger geeigneter Anordnung vorgesehen sein. Besonders robuste Gestaltungen ergeben sich, wenn die

Abschirmeinrichtung im Wesentlichen wannenförmig mit einem umlaufend an das

Abschirmelement angrenzenden, insbesondere in der Fahrzeughöhenrichtung nach oben weisenden, Randbereich ausgebildet ist.

Für das Abschirmelement können grundsätzlich beliebige geeignete Materialien verwendet werden. Insbesondere kann für das Abschirmelement ein Material verwendet werden, welches dem Material der Dachstruktur entspricht oder ähnelt. Besonders günstige

Eigenschaften hinsichtlich der Schwingungsreduzierung ergeben sich bei Varianten, bei denen das Abschirmelement aus wenigstens einem Material aufgebaut ist, das Stahl umfasst.

Die Stromabnehmereinrichtung kann grundsätzlich einfach auf das Dach des Wagenkastens aufgesetzt sein. Im Hinblick auf den reduzierten Strömungswiderstand des Fahrzeugs ist es jedoch bevorzugt, die Stromabnehmereinrichtung in einer Vertiefung des Wagenkastens anzuordnen, wobei die Vertiefung zumindest abschnittsweise, insbesondere aber umlaufend, in der Fahrzeuglängsrichtung und/oder der Fahrzeugquerrichtung durch eine Begrenzung, insbesondere eine Begrenzungswand, begrenzt ist.

Bevorzugt ist in diesen Fällen vorgesehen, dass die Abschirmeinrichtung zumindest abschnittsweise, vorzugsweise umlaufend, an die Begrenzung unter Ausbildung eines schmalen dritten Spaltes heranreicht, dessen Spaltbreite (minimaler Abstand zwischen Abschirmeinrichtung und Begrenzung) 2 mm bis 20 mm, vorzugsweise 5 mm bis 15 mm, weiter vorzugsweise 8 mm bis 12 mm, beträgt. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die darunterliegende Dachstruktur zumindest in diesem Bereich mit dem schmalen Spalt im Wesentlichen vollständig durch die Abschirmeinrichtung abgeschirmt ist.

Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ist die Begrenzung der Vertiefung in einem Randbereich der Vertiefung am Übergang zu einer Außenhaut des Wagenkastens in wenigstens einem gefaste n Abschnitt nach Art einer Fase abgewinkelt ausgebildet, um an der Außenhaut eine definierte Strömungsabrisskante für eine die Außenhaut des Wagenkastens überstreichende Luftströmung auszubilden

Der Randbereich der Vertiefung weist bevorzugt einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt auf, die sich jeweils zumindest teilweise in der Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Abschnitten erstrecken, die sich jeweils in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Der wenigstens eine gefaste Abschnitt erstreckt sich bevorzugt zumindest über 75%, vorzugsweise zumindest über 90%, weiter vorzugsweise über im Wesentlichen 100%, des vorderen Abschnitts und/oder des hinteren Abschnitts.

Durch diese abgewinkelte Gestaltung der Oberfläche im Nachlauf der Strömungsabrisskante kann zum einen in vorteilhafter Weise eine ausgeprägte scharfe Strömungsabrisskante erzielt werden, welche eine saubere, definierte Ablösung der Strömung von der Oberfläche gewährleistet. Dies ist im Hinblick auf eine geringe Aufweitung der sich in der abgelösten Strömung ausbildenden Scherschicht (in einer Richtung senkrecht zur

Haupterstreckungsebene der Scherschicht) und damit einen geringen Strömungswiderstand des Fahrzeugs von Vorteil.

Ein weiterer Vorteil dieser abgewinkelten Gestaltung in liegt darin, dass bei Fahrt in einer umgekehrten Fahrtrichtung eine dann aus Richtung des gegenüberliegenden Randbereichs kommende Scherschicht nicht wie bei den herkömmlichen Gestaltungen auf eine im

Wesentlichen senkrecht zur Auftreffrichtung ausgerichtete Oberfläche auftrifft, sondern auf die entsprechend weniger stark zur Auftreffrichtung geneigte Oberfläche der Fase auftrifft. Dies hat den Vorteil, dass in die auftreffende Scherschicht ein geringerer Impuls eingeleitet wird, sodass sich die Strömung schneller wieder an die Oberfläche anlegen und dort eine widerstandsarme Grenzschicht ausbilden kann.

Je nach Größe des Neigungswinkels zwischen der Oberfläche der Außenhaut des

Wagenkastens und der Oberfläche der Fase kann es zwar beim Überströmen der

Strömungsabrisskante (welches bei dieser umgekehrten Fahrtrichtung dann in umgekehrter Richtung von der Fase zur Außenhaut hin erfolgt) zu einer erneuten lokalen bzw. temporären Ablösung (in Form einer so genannten Ablöseblase) kommen, diese fällt jedoch wegen der günstigeren Neigung zwischen Außenhaut und Fase geringer als bei den herkömmlichen Gestaltungen aus. Mit anderen Worten wird mit der vorliegenden Erfindung der Aufprallwinkel der Scherschicht auf die Oberfläche reduziert, sodass es zu einem sanfteren Aufprall der Scherschicht auf die Oberfläche der Fase kommt, der ein schnelles Anlegen der Strömung an die Oberfläche begünstigt und so eine Reduktion des Strömungswiderstands mit sich bringt. Ein weiterer Vorteil dieses sanfteren Aufpralls der Scherschicht auf die Oberfläche liegt in der geringeren Schallemission, die damit einhergeht.

Die Stromabnehmereinrichtung kann grundsätzlich beliebig tief in der durch die Außenhaut des Wagenkastens definierten Hüllfläche versenkt sein. Limitierend ist hier lediglich die erforderliche Deckenhöhe im Innenraum des Fahrzeugs. Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs weist die Stromabnehmereinrichtung eine in die Vertiefung eingefahrene Ruheposition auf, wobei die Stromabnehmereinrichtung eine durch die Außenhaut des Wagenkastens definierte Hüllfläche in der Ruheposition in der

Fahrzeughöhenrichtung um höchstens 90 mm, vorzugsweise höchstens 70 mm, weiter vorzugsweise höchstens 50 mm, überragt. Hierdurch werden aerodynamisch besonders günstige Konfigurationen erzielt. Insbesondere erübrigen sich hierbei auf die Außenhaut des Wagenkastens aufgesetzte Verkleidungen oder Hutzen, welche letztlich trotz aller aerodynamisch optimierter Gestaltung den Strömungswiderstand des Fahrzeugs erhöhen. So kann beispielsweise bei einem Triebzug im Hochgeschwindigkeitsverkehr bei einer Geschwindigkeit von 380 km/h im Vergleich zu einem herkömmlichen Dachaufbau mit aufgesetzten Verkleidungen eine wesentliche Einsparung von etwa 2% bis 5%,

typischerweise etwa 3%, der benötigten Gesamtantriebsleistung erzielt werden.

Die Vertiefung kann (in der Draufsicht von oben auf das Dach des Wagenkastens) grundsätzlich eine beliebige Außenkontur aufweisen, so kann sie beispielsweise als einfacher rechteckiger Dachausschnitt mit im Wesentlichen rechteckiger Außenkontur gestaltet sein. Bevorzugt folgt die Außenkontur der Vertiefung im Wesentlichen der

Geometrie bzw. Außenkontur der in ihre Ruheposition eingefahrenen

Stromabnehmereinrichtung, sodass durch Vertiefung eine möglichst geringe (gegebenenfalls zu Schallemissionen führende) Störung in die Luftströmung eingebracht wird, welche das Dach des Wagenkastens überstreicht.

Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges Fahrzeug mit beliebiger Nennbetriebsgeschwindigkeit handeln. Vorzugsweise ist es jedoch für den

Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h, insbesondere von 320 km/h bis 390 km/h. ausgebildet, da hierbei die Vorteile der Erfindung besonders stark zum Tragen kommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Schwingungsreduktionseinrichtung. die zur Geräuschreduktion in einem Innenraum eines Schienenfahrzeugs dazu ausgebildet ist. einen von einer Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Schwingungen in eine

Dachstruktur des Schienenfahrzeugs zu reduzieren. Hierzu weist sie die oben im

Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug beschriebenen Merkmale auf. Mit einer solchen Schwingungsreduktionseinrichtung lassen sich die oben

beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße erzielen, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Schwingungsreduktionseinrichtung; eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils des Fahrzeugs aus Figur 1 in einem montierten Zustand; eine schematische perspektivische Ansicht des Teils des Fahrzeugs aus Figur 2 in einen Zwischenzustand während der Montage; eine schematische perspektivische Ansicht einer Luftschallreduktionseinrichtung, welche bei dem Fahrzeug aus Figur 1 verwendet wird;

Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines Teils des Fahrzeugs entlang der

Linie V-V aus Figur 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Schienenfahrzeugs 101 beschrieben. Bei dem Schienenfahrzeug 101 handelt es sich um einen Wagen eines Triebzugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, dessen Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, nämlich bei v n - 380 km/h, liegt.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die nachfolgenden Ausführungen für einen

Strömungszustand bei Fahrt des Fahrzeugs 101 mit konstanter Geschwindigkeit im geraden ebenen Gleis ohne die Einflüsse von Seitenwind oder dergleichen gemacht werden, sofern keine expliziten anderweitigen Angaben gemacht werden. Es versteht sich, dass sich bei einer Abweichung von diesem Betriebszustand (beispielsweise infolge einer Kurvenfahrt oder von Seitenwind etc.) Abweichungen von den beschriebenen Strömungsverhältnissen, insbesondere den Strömungsrichtungen ergeben können, wobei jedoch die grundsätzlichen Feststellungen im Wesentlichen weiterhin gelten.

Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der eine Außenhaut 102.1 des

Fahrzeugs 101 definiert. Der Wagenkasten 102 ist im Bereich seiner beiden Enden in herkömmlicher Weise jeweils auf einem Fahrwerk in Form eines Drehgesteils 103 abgestützt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestützt ist.

Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 vorgegebenes) Fahrzeug-Koordinatensystem x,y.z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101 , die y-Koordinate die Querrichtung des Schienenfahrzeugs 101 und die z-Koordinate die

Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen.

Der Wagenkasten 102 weist in dem dargestellten Abschnitt (abgesehen von lokalen

Ausnehmungen oder Anbauten für funktionale Komponenten des Fahrzeugs, wie

beispielsweise Stromabnehmer, Dachcontainer etc.) eine im Wesentlichen prismatische Gestaltung mit entlang der Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen identischen

Schnittkonturen der Außenhaut auf.

Im Bereich einer solchen Ausnehmung, die in Form einer Vertiefung 102.2 im Dachbereich des Wagenkastens 102 ausgebildet ist, ist im vorliegenden Beispiel eine

Stromabnehmereinrichtung 104 angeordnet, weiche dazu ausgebildet ist, in herkömmlicher Weise in einem (nicht dargestellten) ausgefahrenen Zustand eine Oberleitung 105 zu kontaktieren, um das Fahrzeug 101 mit elektrischer Energie zu versorgen.

Die Stromabnehmereinrichtung 104 ist in herkömmlicher Weise als so genannter Pantograph gestaltet, welcher am freien Ende einer Haloscherenmechanik 104.1 eine Schleifieiste 104.2 trägt, welche im aktivierten, ausgefahrenen Zustand der Stromabnehmereinrichtung 104 die Oberleitung 105 kontaktiert. Die Halbscherenmechanik 104.1 ist in herkömmlicher Weise über eine Isolatoreinrichtung 104.3 in Form von drei Isolatoren 104.4 der Stromabnehmereinrichtung 104 mit der Dachstruktur 102.3 des Wagenkastens 102 verbunden.

Die Isolatoren 104.4 sind in herkömmlicher Weise im Dreieck angeordnet, wobei sie in der Fahrzeugquerrichtung eine maximale Stützbreite Bl definieren, über welche auf die

Stromabnehmereinrichtung 104 wirkende Rollmomente (d. h. Drehmomente um die

Fahrzeuglängsrichtung) abgestützt werden. In der Fahrzeuglängsrichtung definieren die Isolatoren 104.4 eine maximale Stützlänge LI, über welche auf die

Stromabnehmereinrichtung 104 wirkende Nickmomente (d. h. Drehmomente um die Fahrzeugquerrichtung) abgestützt werden.

Die Höhe der Isolatoren 104.4 (d. h. ihre Abmessung in der Fahrzeughöhenrichtung) ist in herkömmlicher Weise so gewählt, dass bei aktivierter, die Oberleitung 105 kontaktierender Stromabnehmereinrichtung 104 zwischen den Strom führenden, nicht mit einer elektrischen Isolation versehenen Bauteilen der Stromabnehmereinrichtung 104 und den angrenzenden Teilen des Wagenkastens 102 ein vorgegebener Abstand nicht unterschritten wird, um durch die so geschaffene Luftisolationsstrecke Spannungsüberschläge zu vermeiden.

Um im Betrieb des Fahrzeugs 101 eine möglichst geringe Geräuschimmission in den Innenraum 101.1 des Fahrzeugs erzielen kann, ist zwischen der Isolatoreinrichtung 104.4 und der Dachstruktur 102.3 eine Schwingungsreduktionseinrichtung 106 angeordnet. Die Schwingungsreduktionseinrichtung 106 umfasst im vorliegenden Beispiel sowohl eine Körperschallreduktionseinrichtung 107 als auch eine Luftschallreduktionseinrichtung 108, welche beide dazu ausgebildet sind, einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur zu reduzieren.

So ist die Körperschallreduktionseinrichtung 107 dazu ausgebildet, einen von der

Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Eintrag von Körperschall in die Dachstruktur 102.3 zu reduzieren, während die Luftschallreduktionseinrichtung 108 dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Eintrag von Luftschall in die Dachstruktur 102.3 zu reduzieren. Durch beide Maßnahmen lassen sich erhebliche

Reduktionen der Schallimmission in den Fahrzeuginnenraum erzielen, wie dies nachfolgend näher beschrieben wird.

Wie insbesondere der Figur 3 zu entnehmen ist (welche das Fahrzeug 101 in einem

Zwischenzustand ohne Luftschallreduktionseinrichtung 108 und Stromabnehmereinrichtung 104 zeigt), umfasst die Körperschallreduktionseinrichtung 107 im vorliegenden Beispiel eine Trägereinrichtung in Form eines leiterförmig gestalteten Trägerrahmens 107.1 für die Stromabnehmereinrichtung 104.

Der Trägerrahmen 107.1 weist in der Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) zwei seitliche Enden auf, an denen jeweils ein Dachanschlussbereich 107.2 ausgebildet ist. In diesem Dachanschlussbereich 107.2 ist der Trägerrahmen 107.1 jeweils über eine

Dachanschlusseinrichtung 107.3 in Form von zwei Dachmontageschienen 107.4 mit der Dachstruktur 102.3 des Wagenkastens 102 verbunden.

Die vier Dachmontageschienen 107.4 sind im vorliegenden Beispiel in herkömmlicher Weise als so genannte C-Schienen ausgebildet, welche im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen starr mit der Dachstruktur 102.3 (über eine beliebige kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung) verbunden sind. In den Dachmontageschienen 107.4 sind entsprechende Gleitstücke verschieblich angeordnet, über welche der Trägerrahmen

107.1 (nach entsprechender Justierung) mittels entsprechender Schraubverbindungen, Klemmverbindungen oder dergleichen an der Dachstruktur 102.3 befestigt werden kann.

Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch eine beliebige andere Gestaltung für den Anschluss der Trägereinrichtung an der Dachstruktur vorgesehen sein kann. So kann die Trägereinrichtung auch unmittelbar über eine geeignete kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung mit der Dachstruktur verbunden sein.

Der Trägerrahmen 107.1 weist (in der Fahrzeugquerrichtung) in einem Mittenbereich 107.5 drei Isolatoranschlussbereiche 107.6 auf, in welchen die Isolatoreinrichtung 104.3 (mit der maximalen Stützbreite Bl und der maximalen Stützlänge LI) mit dem Trägerrahmen 107.1 verbunden wird, um die Stromabnehmereinrichtung 104 auf der Dachstruktur 102.3 abzustützen.

Der Trägerrahmen 107.1 weist in der Fahrzeugquerrichtung eine maximale

Breitenabmessung BS auf, die etwa 140% der maximalen Stützbreite Bl beträgt und damit deutlich größer ist als die maximale Stützbreite Bl. Dabei sind die Dachanschlussbereiche

107.2 in der Fahrzeugquerrichtung weiter von einer Längsmittenebene (xz-Ebene) des Wagenkastens 102 entfernt ais ein angrenzender Isolatoranschlussbereich 107.6.

Durch dieses seitliche Überragen der Isolatoreinrichtung 104 durch die zwischen der Isolatoreinrichtung 104 und der Dachstruktur 102.3 angeordnete Trägereinrichtung 107.1 werden im vorliegenden Beispiel die Eigenschaften im Zusammenhang mit der Einleitung von Körperschall in die Struktur des Wagenkastens 102 verbessert. Dies geschieht dadurch, dass die effektive Stützbreite bei der Abstützung der Stromabnehmereinrichtung 104 (zumindest nahezu bis) auf die Breitenabmessung BS des Trägerrahmens 107.1 erhöht wird, sodass bei der Abstützung von Rollmomenten geringere, die Struktur des Wagenkastens 102 anregende Stützkräfte und damit letztlich geringere Schwingungsamplituden erzielt werden.

Zudem verlagert die (die Isolatoreinrichtung 104.3 in der Fahrzeugquerrichtung seitlich überragende) Trägereinrichtung 107.1 die Kraftangriffspunkte der Stützkräfte aus dem primär senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung ausgerichteten Bereich der Dachstruktur 102.3 näher an den Bereich der primär in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufenden Seitenwände 102.4 des Wagenkastens 102. Hierdurch wird erreicht, dass die in die Wandstruktur des

Wagenkastens 102 eingeleiteten Stützkräfte nicht mehr primär senkrecht zur Wandebene in die Dachstruktur 102.3 eingeleitet werden, sondern primär in der Ebene der seitlichen Wandstruktur 102.4 wirken. Dies ist insoweit von Vorteil, als die Anregung der stützenden Wandstrukturen 102.3, 102.4 zu Biegeschwingungen reduziert wird, die unter akustischen Gesichtspunkten besonders kritisch sind.

Es versteht sich, dass bei bestimmten Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass die Trägereinrichtung 107.1 auch in der Fahrzeuglängsrichtung über die

Isolatoreinrichtung 104 hinausragen kann, wodurch sich der Betrag der Stützkräfte reduziert, welche bei der Abstützung von Nickmomenten wirken.

Der Trägerrahmen 107.1 ist im vorliegenden Beispiel lediglich in den

Dachanschlussbereichen 107.2 über die vier Dachmontageschienen 107.4 mit der

Dachstruktur 102.3 verbunden. Zwischen den Dachanschlussbereichen 107.2 ist in der Fahrzeughöhenrichtung ein erster Spalt S1 zwischen dem Trägerrahmen 107.1 und der Dachstruktur 102.3 ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ergibt sich hierdurch eine erste Spaltbreite BS1 des ersten Spalts S1 in der Fahrzeugquerrichtung, die etwa 85% der maximalen Querabmessung bzw. Breitenabmessung BS des Trägerrahmens 107.1 beträgt. Hierdurch wird eine unmittelbare mechanische Anregung der Dachstruktur 102.3 außerhalb des jeweiligen Dachanschlussbereichs 107.2 verhindert.

Die Spalthöhe HS1 (also die Abmessung des ersten Spalts in der Fahrzeughöhenrichtung) ist im vorliegenden Beispiel so gewählt, dass es unter sämtlichen im Normalbetrieb des

Fahrzeugs 101 zu erwartenden Lasten (und daraus resultierenden Deformationen des Trägerrahmens 107) außerhalb der Dachanschlussbereiche 107.2 zu keinem Kontakt zwischen den Trägerrahmen 07.1 und der Dachstruktur 102.3 kommt. Im vorliegenden Beispiel beträgt die erste Spalthöhe HS1 8 mm bis 12 mm, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine vergleichsweise niedrig bauende Konfiguration erzielen lässt, sodass die gesamte Bauhöhe der Stromabnehmereinrichtung 104 über der Dachstruktur 102.3 nur vergleichsweise moderat durch die zusätzliche Trägereinrichtung 107.1 erhöht wird.

Der erste Spalt S1 kann grundsätzlich mit einem oder mehreren Vibrationen dämmenden Materialien ausgefüllt sein. Im vorliegenden Beispiel ist der erste Spalt S1 jedoch als

Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Der Trägerrahmen 107.1 ist im vorliegenden Beispiel als Schweißkonstruktion aus einer Mehrzahl von Hohlprofilelementen ausgeführt, sodass eine besonders leicht bauende und steife Gestaltung mit hohen Eigenfrequenzen erzielt wird. Für den Trägerrahmen 107.1 wird im vorliegenden Beispiel Stahl verwendet, da sich aufgrund von dessen

Dämpfungseigenschaften besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich der

Schwingungsreduzierung ergeben. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere Materialien, beispielsweise Metalle (wie Aluminium etc.) oder verstärkte Kunststoffe bzw. Ve rb u n d we rkstoff e etc. einzeln oder in Kombination zur Anwendung kommen können.

Der Trägerrahmen 107.1 ist im vorliegenden Beispiel als im Wesentlichen starres Bauteil gestaltet. Bei anderen Varianten der Erfindung kann aber auch ein (beispielsweise aus Gummi aufgebautes) Schwingungsreduktionselement in den Kraftfluss zwischen der Isolatoreinrichtung 104.3 und der Dachstruktur 102.3 geschaltet sein. So kann beispielsweise ein solches Schwingungsreduktionselement durch eine elastische, dämpfende Zwischenlage gebildet sein, welche im jeweiligen Dachanschlussbereich 107.2 zwischen den Trägerrahmen 107.1 und die Dachmontageschienen 107.4 gelegt wird, wie dies in Figur 3 in einem

Dachanschlussbereich 107.2 durch die gestrichelte Kontur 107.7 angedeutet ist. Ebenso kann eine solche elastische, dämpfende Zwischenlage zusätzlich oder alternativ jeweils zwischen den Isolatoren 104.4 und dem Trägerrahmen 107.1 angeordnet sein, wie dies in Figur 3 in einem Dachanschlussbereich 107.2 durch die gestrichelte Kontur 107.8 angedeutet ist. Ebenso kann ein geeigneter Abschnitt des Trägerrahmens 107.1 im Kraftfluss von der Stromabnehmereinrichtung 104 zur Dachstruktur 102.3 mit entsprechend dämpfenden Eigenschaften versehen sein.

Im vorliegenden Beispiel sind zudem im jeweiligen Isolatoranschlussbereich 107.6

Schwingungsreduktionselemente in Form von Blockiermassen 107.9 am Trägerrahmen 107.1 befestigt. Diese Reduktionselemente 107.9 modifizieren das Schwingungsverhalten des Trägerrahmens 107.1 (insbesondere dessen Eigenformen und die Amplituden der Eigenformen) entsprechend, um den Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur 102.3 in den relevanten (nachfolgend noch näher beschriebenen) Frequenzbereichen zu reduzieren. Hierbei sind die Reduktionselemente 107.9 außerhalb des unmittelbaren Kraftflusses zwischen den Isolatoren 104.4 und der Dachstruktur 102.3 angeordnet, um das

Schwingungsverhalten modifizierend auf den (zu Schwingungen angeregten) Trägerrahmen 107.1 zu wirken.

Die Anordnung der Reduktionselemente 107.9 am jeweiligen Isolatoranschlussbereich 107.6 bringt dabei den Vorteil mit sich, dass an dieser Stelle die Krafteinleitung von der

Stromabnehmereinrichtung 104 in den Trägerrahmen 107.1 erfolgt und folglich dort in der Regel besonders hohe (typischerweise maximale) Schwingungsamplituden auftreten.

Demgemäß können die Reduktionselemente 107.9 dort eine besonders gute

Modifikationswirkung entfalten.

Das Frequenzspektrum, in dem die Körperschallreduktionseinrichtung 07 eine wirksame Geräuschreduktion bewirkt, ist im vorliegenden Beispiel auf den Wagenkasten 102 abgestimmt. Hierbei werden vor allen Dingen Frequenzen, die im Innenraum 102.1 des Wagenkastens 102 zu erheblichen Resonanzen und damit zu einem hohen Schalldruck führen, gezielt gedämpft.

Im vorliegenden Beispiel wird durch die Körperschallreduktionseinrichtung 107 eine

Dämpfung in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 800 Hz erzielt, wobei insbesondere Frequenzbereich von 100 Hz bis 800 Hz eine starke Dämpfung gegenüber einer herkömmlichen Gestaltung, bei weicher die Stromabnehmereinrichtung 104 direkt (also ohne den Trägerrahmen 107.1 ) auf der Dachstruktur 102.3 montiert ist. erzielt wird. Besonders ausgeprägt ist diese Verbesserung im Frequenzbereich von 200 Hz bis 800 Hz.

Die Schwingungsreduktionseinrichtung 106 umfasst im vorliegenden Beispiel weiterhin ais Luftschalireduktionseinrichtung eine Abschirmeinrichtung 108 für Luftschall, der von der Stromabnehmereinrichtung 104 induziert wird.

Die Abschirmeinrichtung 108 umfasst im vorliegenden Beispiel eine im Wesentlichen wannenförmige Abschirmung 108.1 , welche zwischen der Isolatoreinrichtung 104.3 und der Dachstruktur 102.3 des Wagenkastens 102 angeordnet ist. Die Abschirmung 108.1 überragt die Isolatoreinrichtung 104.3 sowohl in der Fahrzeugquerrichtung als auch in der Fahrzeuglängsrichtung, um eine möglichst großflächige Abschirmung der Dachstruktur 102.3 gegen den von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschall zu erzielen.

Die Abschirmung 108.1 weist hierzu in der Fahrzeugquerrichtung eine maximale

Breitenabmessung BS2 auf. die etwa 150% der maximalen Stützbreite Bl beträgt und damit ebenfalls deutlich größer ist als die maximale Stützbreite Bl. Weiterhin weist die Abschirmung

108.1 in der Fahrzeuglängsrichtung hierzu eine maximale Längenabmessung LS auf. die etwa 350% der maximalen Stützlänge LI der Isolatoreinrichtung 104.3 beträgt.

Die Abschirmung 108.1 ist im vorliegenden Beispiel an mehreren Punkten mit der

Dachstruktur verbunden. So ist die Abschirmung 108.1 zum einen zwischen der

Isolatoreinrichtung 104.3 und dem Trägerrahmen 107.1 geklemmt. Zum anderen ist die Abschirmung 108.1 außerhalb des Bereichs des Trägerrahmens 107.1 über eine Mehrzahl von über die Dachstruktur 102.3 verteilt angeordneten Schwingungsentkopplungselementen

108.2 auf der Dachstruktur 102.3 abgestützt.

Dies ist bei dem vorliegenden Fahrzeug 101 für den Hochgeschwindigkeitsverkehr von besonderem Vorteil, da in dessen Betrieb zum Teil erhebliche singuläre Druckschwankungen bzw. Druckspitzen (z. B. bei Zugbegegnungen, Tunneleinfahrten etc.) auftreten können, welche erhebliche Lasten senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Abschirmung 108.1 bedeuten. Diese verteilte, schwingungsentkoppelte Abstützung der Abschirmung 108.1 sichert die Abschirmung 108.1 in diesem Fall in vorteilhafter Weise gegen übermäßige Deformation, ohne die Abschirmeigenschaften gegen den von der

Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschall erheblich zu beeinträchtigen.

Die Eigenfrequenz der Abschirmeinrichtung 108 ist ebenso wie die Eigenfrequenz der Schwingungsentkopplungselemente 108.2 im vorliegenden Beispiel möglichst weitgehend auf das zu erwartende Frequenzspektrum des von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschalls sowie wiederum die Struktur des Wagenkastens und deren

Resonanzfrequenzen abgestimmt, um eine gute Abschirmwirkung zu erzielen.

Im vorliegenden Beispiel wird auch durch die Abschirmeinrichtung 108 eine Dämpfung in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 800 Hz erzielt, wobei insbesondere Frequenzbereich von 100 Hz bis 800 Hz eine starke Dämpfung gegenüber einer herkömmlichen Gestaltung ohne Abschirmeinrichtung 108 erzielt wird. Die Abschirmung 108.1 umfasst im vorliegenden Beispiel ein plattenförmiges, im

Wesentlichen ebenes Abschirmelement 108.3, welches der Dachstruktur 102.3 unter Ausbildung eines zweiten Spalts S2 (in der Fahrzeughöhenrichtung) zugeordnet ist. Der zweite Spalt S2 gewährleistet hierbei unter anderem, dass sich das Abschirmelement 108.2 außerhalb seiner Abstützungspunkte möglichst frei deformieren kann, sodass es die

Schallenergie aufnehmen und durch die daraus resultierende Deformation zumindest einen Teil in Form von innerer Reibung dissipieren kann.

Der zweite Spalt S2 ist hierzu auf die Schwingungseigenschaften der Abschirmung 108.1 abgestimmt, um die beschriebene Energiedissipation zu ermöglichen. Im vorliegenden Beispiel weist der zweite Spalt S2 hierzu in der Fahrzeughöhenrichtung eine zweite

Spalthöhe HS2 auf, die 70 mm bis 90 mm beträgt.

Der zweite Spalt S2 kann wiederum grundsätzlich ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Vibrationen dämpfenden oder dämmenden Materialien ausgefüllt sein. So können beispielsweise mikroperforierte Bleche zur Bedämpfung des Hohlraums eingesetzt werden. Im vorliegenden Beispiel ist jedoch auch der zweite Spalt S2 als Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Das Abschirmeiement 108.3 ist im vorliegenden Fall zum einen mit einem umlaufend an das Abschirmelement 108.3 angrenzenden, in der Fahrzeughöhenrichtung nach oben weisenden Randbereich 108.4 versehen, welcher die Formstabilität der Abschirmung erhöht. Zudem ist das Abschirmelement 108.3 im Bereich der Verbindungspunkte zu den

Schwingungsentkopplungselementen 108.2 mit (nicht näher dargestellten) mechanischen Verstärkungseinrichtungen versehen, um seine Formstabilität im Betrieb noch weiter zu erhöhen. Als Verstärkungseinrichtungen können grundsätzlich beliebige geeignete Elemente, wie beispielsweise Rippen, Rinnen, Sicken etc. in beliebiger geeigneter Anordnung vorgesehen sein. Die Gestalt und Anordnung dieser Verstärkungseinrichtungen kann zudem dazu genutzt werden, das Schwingungsverhalten des Abschirmelements 108.3 und damit der Abschirmung 108.3 zu beeinflussen.

Wie insbesondere Figur 5 zu entnehmen ist, sind die Schwingungsentkopplungselemente 108.2 im vorliegenden Beispiel als zylindrische Gummihülsen mit einer ringförmigen Nut 108.5 gestaltet, welche durch eine zugeordnete Bohrung in dem Abschirmelement 108.3 gesteckt werden, sodass die Wandung, welche die Bohrung begrenzt, in der Nut 108.5 einrastet, mithin also ein Formschluss zwischen der Gummihülse 108.2 und dem

Abschirmelement 108.3 entsteht. Die Fixierung erfolgt über Schrauben 108.6, welche durch die Gummihülsen 108.2 hindurch gesteckt werden. Der Kopf der Schrauben 108.6 ist dabei in eine mit der Dachstruktur fest verbundene C-Schiene eingehakt, sodass über die Verschraubungen am freien Ende der Schraube 108.6 eine Fixierung erfolgen kann. Hierbei kann insbesondere über die durch die Verschraubung erzeugte Vorspannung eine Einstellung der Dämpfungseigenschaften der Schwingungsentkopplungselemente 108.2 erzielt werden

Auch für die Abschirmung 108.1 , insbesondere das Abschirmelement 108.3, wird im vorliegenden Beispiel wegen der besonders günstigen Eigenschaften hinsichtlich der Schwingungsreduzierung bzw. Schwingungsdämpfung Stahl verwendet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere Materialien, beispielsweise Metalle (wie Aluminium etc.) oder verstärkte Kunststoffe bzw.

Verbundwerkstoffe etc. einzeln oder in Kombination zur Anwendung kommen können.

Insbesondere können eine oder mehrere so genannte Schwerschichten vollflächig oder in Teilbereichen auf die Abschirmung 108.1 aufgebracht werden, um deren

Dämpfungseigenschaften anzupassen.

Wie insbesondere den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, ist die Vertiefung 102.2, in welcher die Stromabnehmereinrichtung 04 im Dach des Wagenkastens 102 versenkt angeordnet ist, umlaufend in der Fahrzeuglängsrichtung und der Fahrzeugquerrichtung durch eine

Begrenzungswand 102.5 begrenzt.

Die Abschirmung 108.1 reicht unter Ausbildung eines schmalen dritten Spaltes S3 umlaufend so nahe an die Begrenzungswand 102.5 heran, dass die Spaltbreite BS3 (also der minimale Abstand zwischen der Abschirmung 108.1 und der Begrenzungswand 102.5) etwa 8 mm beträgt. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die darunterliegende

Dachstruktur 102.3 Spalt im Wesentlichen vollständig durch die Abschirmeinrichtung 108 gegen den von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschall abgeschirmt ist.

Wie den Figuren 1 und 2 weiterhin zu entnehmen ist, ist die Begrenzungswand 102.5 der Vertiefung 102.2 in einem Randbereich der Vertiefung 102.2 am Übergang zur Außenhaut 102.1 des Wagenkastens in einem vorderen Abschnitt 102.6 und einem hinteren Abschnitt 102.7 nach Art einer Fase abgewinkelt ausgebildet, um an der Außenhaut 102.1 eine definierte Strömungsabrisskante 102.8 bzw. 102.9 für eine die Außenhaut 102.1

überstreichende Luftströmung auszubilden. Der vordere Abschnitt 102.6 und der hintere Abschnitt 102.7 erstrecken sich dabei zumindest teilweise in der Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Abschnitten 102.10 erstrecken, die sich jeweils in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Die Fase ist dabei in der Fahrzeugquerrichtung jeweils die gesamte Breite des vorderen Abschnitts 102.6 bzw. des hinteren Abschnitts 102.7 ausgebildet.

Durch diese abgewinkelte Gestaltung der Oberfläche im Nachlauf der Strömungsabrisskante 102.8 bzw. 102.9 kann zum einen in vorteilhafter Weise eine ausgeprägte scharfe

Strömungsabrisskante erzielt werden, welche eine saubere, definierte Ablösung der

Strömung von der Oberfläche 102.1 gewährleistet. Dies ist im Hinblick auf eine geringe Aufweitung der sich in der abgelösten Strömung ausbildenden Scherschicht (in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Scherschicht) und damit einen geringen Strömungswiderstand des Fahrzeugs 101 von Vorteil.

Ein weiterer Vorteil dieser abgewinkelten Gestaltung in liegt darin, dass bei Fahrt in einer umgekehrten Fahrtrichtung eine dann aus Richtung des gegenüberliegenden Abschnitts 102.7 bzw. 102.6 des Randbereichs der Vertiefung 102.2 kommende Scherschicht nicht wie bei den herkömmlichen Gestaltungen auf eine im Wesentlichen senkrecht zur Auftreff richtung ausgerichtete Oberfläche auftrifft, sondern auf die entsprechend weniger stark zur

Auftreffrichtung geneigte Oberfläche der Fase auftrifft. Dies hat den Vorteil, dass in die auftreffende Scherschicht ein geringerer Impuls eingeleitet wird, sodass sich die Strömung schneller wieder an die Oberfläche 102.1 anlegen und dort eine widerstandsarme

Grenzschicht ausbilden kann.

Je nach Größe des Neigungswinkels zwischen der Oberfläche der Außenhaut 102.1 des Wagenkastens und der Oberfläche der Fase 102.7 bzw. 102.6 kann es zwar beim

Überströmen der Strömungsabrisskante 102.9 bzw. 102.8 (welches bei dieser umgekehrten Fahrtrichtung dann in umgekehrter Richtung von der Fase zur Außenhaut hin erfolgt) zu einer erneuten lokalen bzw. temporären Ablösung (in Form einer so genannten Ablöseblase) kommen, diese fällt jedoch wegen der günstigeren Neigung zwischen Außenhaut 102.1 und Fase 102.7 bzw. 102.6 geringer als bei den herkömmlichen Gestaltungen aus. Mit anderen Worten wird mit der vorliegenden Erfindung der Aufprallwinkel der Scherschicht auf die Oberfläche reduziert, sodass es zu einem sanfteren Aufprall der Scherschicht auf die Oberfläche der Fase 102.7 bzw. 102.6 kommt, der ein schnelles Anlegen der Strömung an die Oberfläche 102.1 begünstigt und so eine Reduktion des Strömungswiderstands mit sich bringt. Ein weiterer Vorteil dieses sanfteren Aufpralls der Scherschicht auf die Oberfläche liegt in der geringeren Schallemission, die damit einhergeht. Die Stromabnehmereinrichtung 104 weist im deaktivierten Zustand die in Figur 1

eingefahrene Position auf. in der sie tief in der durch die Außenhaut 102.1 des

Wagenkastens 102 definierten Hüllfläche versenkt ist. Limitierend ist hier lediglich die erforderliche Deckenhöhe im Innenraum 101.1 des Fahrzeugs 101. Im vorliegenden Beispiel ist die Stromabnehmereinrichtung 104 in der eingefahrenen Ruheposition so weit in der Hüllfläche versenkt, dass sie die Hüllfläche 102.1 in der Fahrzeughöhenrichtung (im Bereich der Hörner der Schleifleiste 104.2) um höchstens 50 mm, überragt. Hierdurch wird eine aerodynamisch besonders günstige Konfiguration erzielt, wobei sich auf die Außenhaut des Wagenkastens aufgesetzte Verkleidungen oder Hutzen erübrigen, welche letztlich trotz aller aerodynamisch optimierter Gestaltung die Widerstandsfläche und damit den

Strömungswiderstand des Fahrzeugs erhöhen.

Weiterhin ist die Vertiefung 102.2 (in der Draufsicht von oben auf den Dachbereich des Wagenkastens 102) als Dachausschnitt mit einer Außenkontur gestaltet, die im Wesentlichen der Geometrie bzw. Außenkontur der in ihre Ruheposition eingefahrenen

Stromabnehmereinrichtung 04 folgt, sodass durch Vertiefung 102.2 eine möglichst geringe (gegebenenfalls zu Schallemissionen führende) Störung in die Luftströmung eingebracht wird, welche das Dach des Wagenkastens 102 überstreicht. Der Abstand der Außenhaut 102.1 und insbesondere der Begrenzungswand 102.5, zur Stromabnehmereinrichtung 104 ist dabei so gewählt, dass bei aktivierter, die Oberleitung 105 kontaktierender

Stromabnehmereinrichtung 104 zwischen den Strom führenden, nicht mit einer elektrischen Isolation versehenen Bauteilen der Stromabnehmereinrichtung 104 und den angrenzenden Teilen des Wagenkastens 102 ein vorgegebener Abstand nicht unterschritten wird, um durch die so geschaffene Luftisolationsstrecke Spannungsüberschläge zu vermeiden.

Wie der Figur 1 weiterhin zu entnehmen ist, ist benachbart zum schleifleistenseitigen Ende der Vertiefung 102.2 eine weitere Vertiefung 102.11 im Dachbereich des Wagenkastens 102 vorgesehen. In dieser weiteren Vertiefung 102.11 sind mit der Stromabnehmereinrichtung 104 verbundene Hochspannungskomponenten 109 der Hochspannungsversorgung des Fahrzeugs 101 angeordnet (wie beispielsweise weitere Isolatoren, Strom- und/oder

Spannungswandler. Haupt- und/oder Trennschalter etc.). Die weitere Vertiefung 102.11 ist durch eine Abdeckung 102.12 vollständig überdeckt und in Fahrzeuglängsrichtung von der Vertiefung 102.2 durch eine Trennwand 102.13 getrennt. in Figur 1 und 2 ist ferner ein Verschmutzungsschutz 1 10 dargestellt, der ein oder mehrere (zur Fahrzeughöhenrichtung und Fahrzeuglängsrichtung) geneigte Abdeckelemente 110.1 oder dergleichen umfasst (siehe Figur 1 ), die sich in Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen über die Breite der Vertiefung 102.2 erstrecken. Die Abdeckelemente 110.1 sind auf

Konsolen 1 10.2 (siehe Figur 2) montiert und liegen bündig an der Trennwand 102.13 an. Die Konsolen 1 10.2 sind ihrerseits auf der Abschirmung 108.1 montiert. Die Abdeckelemente 110.1 sind vorzugsweise als Lochbleche mit beispielsweise einem Lochanteil von 50% gestaltet. Damit wird auch im Falle von Schmutzansammlungen sichergestellt, dass eindringendes Wasser durch einen von den Abdeckelementen 1 10.1 überdeckten

Wasserablauf abfließen kann.

Durch den Verschmutzungsschutz 1 10 wird verhindert, dass sich größere Gegenstände, wie Äste oder Laub, an der Trennwand 102.13 zwischen den Vertiefungen 102.2 und 102.11 ansammeln können. Durch die geneigte Anordnung der Abdeckelemente 110.1 wird erreicht, dass sich durch die im Fahrbetrieb auftretende Luftströmung derartige Gegenstände gar nicht erst ansammeln können bzw. weggeweht werden.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich im Zusammenhang mit einem Fahrzeug für einen Triebzug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit anderen Arten von

Schienenfahrzeugen, insbesondere mit anderen Nennbetriebsgeschwindigkeiten, zum Einsatz kommen kann.